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2020年湖北省名师联盟高考化学一模试卷
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2020年湖北省名师联盟高考化学一模试卷
一.选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(3分)2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关化学知识的说法错误的是( )
A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
B.我国发射“嫦娥三号”卫星所使用的碳纤维,是一种非金属材料
C.用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,以减少木材的使用
D.碳纳米管表面积大,可用作新型储氢材料
2.(3分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.中子数比质子数多1的磷原子:P
B.Al3+的结构示意图:
C.次氯酸钠的电子式:
D.2﹣丁烯的结构简式:CH2=CH﹣CH=CH2
3.(3分)下列说法正确的是( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量百分含量逐渐减小
B.乙烯与溴水发生加成反应的产物为溴乙烷
C.1mol苯恰好与3mol氢气完全加成,说明一个苯分子中有三个碳碳双键
D.C7H16主链上有5个碳原子的同分异构体共有5种
4.(3分)设NA为阿伏伽德罗常数的值.下列说法正确的是( )
A.标准状况下,0.1mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
B.标准状况下,2.24L NO和2.24L O2混合后气体分子数为0.15 NA
C.加热条件下,1mol Fe投入足量的浓硫酸中,生成NA个SO2分子
D.0.1mol Na2O2与足是的潮湿的二氧化碳反应转移的电子数为0.1NA
5.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH﹣═AlO2﹣+H2↑
B.过量铁粉与一定量稀硝酸反应:Fe+4H++NO3﹣═Fe3++NO↑+2H2O
C.澄清石灰水中加入过量NaHCO3溶液:Ca2++OH﹣+HCO3﹣═CaCO3↓+H2O
D.向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:C6H5O﹣+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3﹣
6.(3分)下列反应不属于取代反应的是( )
A.CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
B.+Br2+HBr
C.2CH3CH2OHC2H5﹣O﹣C2H5+H2O
D.+HNO3+H2O
7.(3分)用下列实验装置(部分夹持装置略去)进行相应的实验,能达到实验目的是( )
A.加热装置中的烧杯分离I2和高锰酸钾固体
B.用装置验证二氧化硫的漂白性
C.用装置制备氢氧化亚铁沉淀
D.用装置检验氯化铵受热分解生成的两种气体
8.(3分)现有部分元素的原子结构特点如表,下列叙述中正确的是( )
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
共用三对电子形成双原子分子,常温下为气体单质
A.W原子结构示意图为
B.元素X和Y只能形成原子个数比为1:2的化合物
C.元素X比元素Z的非金属性强
D.X、Y、Z、W四种元素不能形成离子化合物
9.(3分)下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
A.NH3NO2HNO3
B.AlNaAlO2(aq)NaAlO2(s)
C.FeFe2O3Fe
D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2OH(aq)]Ag
10.(3分)海水中含有大量Na+、C1﹣及少量Ca2+、Mg2+、SO42﹣,用电渗析法对该海水样品进行淡化处理,如图所示.下列说法正确的是( )
A.b膜是阳离子交换膜
B.A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成
C.淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA<pHB<pHC
D.B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
11.(3分)下列图示与对应的叙述符合的是( )
A.图甲实线、虚线分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化
B.图乙表示反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K与温度和压强的关系
C.据图丙,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可向溶液中加入适量CuO至pH=4左右
D.图丁表示常温下向20mL0.001mol/L的醋酸溶液中滴加0.001mol/L的NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化关系
12.(3分)对可逆反应2A(s)+3B(g)⇌C(g)+2D(g)△H<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小
③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度,v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂,B的转化率提高.
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
13.(3分)用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
选项
①中物质
②中物质
预测中的现象
A
稀盐酸
碳酸钠、氢氧化钠混合溶液
立即产生气泡
B
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
C
氯化铝溶液
浓氢氧化钠溶液
产生大量白色沉淀
D
草酸溶液
高锰酸钾酸性溶液
溶液逐渐褪色
A.A B.B C.C D.D
14.(3分)MnSO4•H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶体,某同学设计下列装置制备硫酸锰:下列说法错误的是( )
A.装置Ⅰ烧瓶中放入的药品X为铜屑
B.装置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率
C.装置Ⅲ用于吸收未反应的SO2
D.用装置Ⅱ反应后的溶液制备MnSO4•H2O需经历蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥的过程
15.(3分)在一定温度下,将气体 X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)△H<0.一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是( )
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A.反应前2min的平均速率v(Z)<2.0×10﹣3mol•L﹣1•min﹣1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:v(逆)>v(正)
C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y,到达平衡时,c(Z)>0.24mol•L﹣1
D.该温度下此反应的平衡常数:K=1.44
16.(3分)常温下,在10mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/LHCl溶液,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.溶液的pH为7时,溶液的总体积大于20mL
B.在B点所示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=2(CO32﹣)+(HCO3﹣)+(OH﹣)+c(Cl﹣)
C.在A点所示的溶液中:c(Na+)=(CO32﹣)=(HCO3﹣)>(OH﹣)>c(H+)
D.已知CO32﹣水解常数为2×10﹣4,当溶液中c(HCO3﹣)=2c(CO32﹣)时,溶液的pH=10
二、非选择题(共52分)
17.(8分)高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如图:
(1)实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器 。
a.普通玻璃坩埚 b.石英坩埚 c.陶瓷坩埚 d.铁坩埚
(2)第一步熔融时生成K2MnO4的化学方程式: 。
(3)操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在 (填性质)上的差异,采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4.趁热过滤的原因是 。
(4)反应b是电解法制备KMnO4,其装置如图所示,a作 极(填“阳”或“阴”),中间的离子交换膜是 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。阳极的电极反应式为 。
(5)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的 (填标号)。
a.双氧水 b.84消液(NaClO溶液) c.75%酒精
18.(14分)汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)已知 4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=﹣1200 kJ•mol﹣1
①该反应在 (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
②对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图象正确的是 (填序号)。
③某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在 2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 ;两种方式达平衡时,N2的体积分数:甲 乙( 填“>、=、<或不确定”,下同),NO2的浓度:甲 乙。
甲
乙
0.2 mol NO2
0.1mol NO2
0.4 mol CO
0.2 mol CO
(2)柴油汽车尾气中的碳烟(C)和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下,将模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图所示。
模拟尾气
气体(10mol)
碳烟
NO
O2
He
物质的量(mol)
0.025
0.5
9.475
a
①375℃时,测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2,则Y的化学式为 。
②实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是 。
19.(10分)化学土肥外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液,现有25℃时,浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,回答下列问题:
[Ka(CH3COOH)=1.75×10﹣5,Kb为盐的水解常数]
(1)CH3COOH的电离方程式为 。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(3)25℃时,Ka(CH3COOH) Kb(CH3COO﹣)(填“>”“<”或“=”)。
(4)用1.0L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+) mol/L。
(5)人体血液存在H2CO3(CO2)与NaHCO3的缓冲体系,能有效除掉人体正常代谢产生的酸、碱,保持pH的稳定,有关机理说法正确的是 (填写选项字母)。
a.代谢产生的H+被HCO3﹣结合形成H2CO3
b.血液中的缓冲体系可抵抗大量酸、碱的影响
c.代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离补充
20.(10分)氯氧化铜[xCuO•yCuCl2•zH2O]在农业上用作杀菌剂。工业上用铜矿粉(主要含Cu2(OH)2CO3、Fe3O4等)为原料制取氯氧化铜的流程如图:
(1)“调节pH”并生成Fe(OH)3时反应的离子方程式为 。
(2)调节pH,要使常温溶液中c(Cu2+)≥0.022mol•L﹣1,而c(Fe3+)≤1×10﹣6mol•L﹣1,则应调节pH的范围为 。{已知Ksp[Cu(OH)2=2.2×10﹣20],Ksp[Fe(OH)3=1×10﹣36]}
(3)为测定氯氧化铜的组成,现进行如下实验:
步骤Ⅰ:称取0.4470g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量30%的硝酸使固体完全溶解。滴加K2CrO4溶液作指示剂,用0.1000mol•L﹣1AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl﹣,滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL;
步骤Ⅱ:称取0.4470g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量硫酸使固体完全溶解。向溶液中加入过量的KI固体,充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液,用0.2000mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。
已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下:
2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2 2Na2S2O3+I2═2NaI+Na2S4O6
①已知Ag2CrO4为砖红色沉淀,步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是 。
②通过计算确定氯氧化铜的化学式 (写出计算过程)。
21.(10分)麻黄素M是拟交感神经药.它的一种合成路线如图所示.
已知:I.芳香烃A 的相对分子质量为92;
Ⅱ.R﹣CH2OHRCHO;
Ⅲ.R1﹣CHO+R﹣C≡CNa;
Ⅳ.;
Ⅴ..
请回答下列问题:
(1)D的名称是 ;G中含氧官能团的名称是 .
(2)反应②的反应类型为 ;A的结构简式为 .
(3)写出反应⑦的化学方程式: .
(4)X分子中最多有 个原子在同一直线上.
(5)在H的同分异构体中,既能发生水解反应又能发生银镜反应的芳香族化合物有 种.其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为l:l:2:6的结构简式为 和 .
(6)已知:. 仿照上述流程,设计以苯、乙醛为有机原料(无机试剂任选)制备某药物中间体的合成路线: .
2020年湖北省名师联盟高考化学一模试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(3分)2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关化学知识的说法错误的是( )
A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
B.我国发射“嫦娥三号”卫星所使用的碳纤维,是一种非金属材料
C.用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,以减少木材的使用
D.碳纳米管表面积大,可用作新型储氢材料
1.C 【分析】A.二氧化硅能够与氢氧化钠等强碱反应生成硅酸钠和水;
B.碳纤维是碳的一种单质;
C.聚氯乙烯难降解;
D.碳纳米管表面积大,据此较大的吸附性。
【解答】解:A.二氧化硅能够与氢氧化钠等强碱反应生成硅酸钠和水,所以高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维能够被碱腐蚀而造成断路,故A正确;
B.碳纤维是碳的一种单质,属于非金属材料,故B正确;
C.聚氯乙烯难降解,大量使用能够引起白色污染,故C错误;
D.碳纳米管表面积大,据此较大的吸附,所以可以用作新型储氢材料,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查物质的性质及用途,为高频考点,把握物质的组成和性质、发生的反应为解答关键为解答该题的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
2.(3分)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.中子数比质子数多1的磷原子:P
B.Al3+的结构示意图:
C.次氯酸钠的电子式:
D.2﹣丁烯的结构简式:CH2=CH﹣CH=CH2
2.A 【分析】A.质量数=质子数+中子数,元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数;
B.铝离子的核外电子总数为10,最外层满足8电子稳定结构;
C.次氯酸钠为离子化合物,阴阳离子需要标出所带电荷;
D.CH2=CH﹣CH=CH2含有2个碳碳双键,在1号碳与2号碳之间,在3号碳与4号碳之间。
【解答】解:A.中子数比质子数多1的磷原子的质量数为31,该原子可以表示为:P,故A正确;
B.铝离子的核外有10个电子,铝离子的结构示意图为,故B错误;
C.次氯酸钠是离子化合物,氧原子和氯原子共用1对共用电子对,正确的电子式为,故C错误;
D.CH2=CH﹣CH=CH2,含有2个碳碳双键,为1,3﹣丁二烯,2﹣丁烯的结构简式:CH3CH=CHCH3,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查常见化学用语的表示方法,题目难度不大,涉及电子式、离子结构示意图、结构简式、元素符号等知识,明确常见化学用语的书写原则为解答关键,试题侧重考查学生的分析能力及规范答题能力。
3.(3分)下列说法正确的是( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量百分含量逐渐减小
B.乙烯与溴水发生加成反应的产物为溴乙烷
C.1mol苯恰好与3mol氢气完全加成,说明一个苯分子中有三个碳碳双键
D.C7H16主链上有5个碳原子的同分异构体共有5种
3.D【分析】A.烷烃的通式为CnH2n+2,C元素的质量分数为=;
B.乙烯中含碳碳双键,与溴发生加成反应;
C.苯中不含碳碳双键;
D.C7H16主链上有5个碳原子,支链为2个甲基或1个乙基,可以看作取代戊烷形成的物质。
【解答】解:A.烷烃的通式为CnH2n+2,C元素的质量分数为=,随n值增大,碳元素的质量百分含量逐渐增大,故A错误;
B.乙烯中含碳碳双键,可与溴水发生加成反应生成1,2﹣二溴乙烷,故B错误;
C.苯中不含碳碳双键,但1 mol摩尔苯恰好与3摩尔氢气完全加成,故C错误;
D.C7H16主链上有5个碳原子,支链为2个甲基或1个乙基,符合条件的同分异构体有:(CH3)3CCH2CH2CH3、CH3CH2C(CH3)2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3,总共5种,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查有机物结构与性质,题目难度不大,注意掌握常见有机物组成、结构与性质,D为易错点,注意减链法书写同分异构体,试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力。
4.(3分)设NA为阿伏伽德罗常数的值.下列说法正确的是( )
A.标准状况下,0.1mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
B.标准状况下,2.24L NO和2.24L O2混合后气体分子数为0.15 NA
C.加热条件下,1mol Fe投入足量的浓硫酸中,生成NA个SO2分子
D.0.1mol Na2O2与足是的潮湿的二氧化碳反应转移的电子数为0.1NA
4.D【分析】A、氯气和水的反应为可逆反应;
B、标准状况下,2.24L NO即0.1molNO和2.24L O2即0.1mol氧气混合后生成0.1molNO2,并剩余0.05mol氧气;
C、加热条件下,铁投入足量的浓硫酸中反应变为+3价;
D、过氧化钠与二氧化碳的反应为歧化反应.
【解答】解:A、氯气和水的反应为可逆反应,不能进行彻底,故转移的电子数小于0.1NA个,故A错误;
B、标准状况下,2.24L NO即0.1molNO和2.24L O2即0.1mol氧气混合后生成0.1molNO2,并剩余0.05mol氧气,而NO2中存在平衡:2NO2⇌N2O4,导致分子数减小,则最后分子数小于0.15NA个,故B错误;
C、加热条件下,铁投入足量的浓硫酸中反应变为+3价,故1mol铁失去3mol电子,根据得失电子数守恒可知,生成的二氧化硫分子个数为个,故C错误;
D、过氧化钠与二氧化碳的反应为歧化反应,故0.1mol过氧化钠转移0.1mol电子即0.1NA个,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,掌握物质的量的计算公式和物质结构是解题关键,难度不大.
5.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH﹣═AlO2﹣+H2↑
B.过量铁粉与一定量稀硝酸反应:Fe+4H++NO3﹣═Fe3++NO↑+2H2O
C.澄清石灰水中加入过量NaHCO3溶液:Ca2++OH﹣+HCO3﹣═CaCO3↓+H2O
D.向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:C6H5O﹣+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3﹣
5.D【分析】A.该反应违反了电荷守恒、电子守恒;
B.铁粉过量,反应生成亚铁离子;
C.碳酸氢钠过量,离子方程式按照氢氧化钙的化学式组成书写;
D.苯酚的酸性大于碳酸氢根离子,反应生成苯酚和碳酸氢钠。
【解答】解:A.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2,2mol铝完全反应生成3mol氢气,正确的离子方程式为:2Al+2H2O+2OH﹣═2AlO2﹣+3H2↑,故A错误;
B.过量铁粉与一定量稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水,正确的离子方程式为:3Fe+8H++2NO3﹣═3Fe2++2NO↑+4H2O,故B错误;
C.澄清石灰水中加入过量NaHCO3溶液,钙离子与氢氧根离子的系数比为1:2,正确的离子方程式为:Ca2++2OH﹣+2HCO3﹣═CaCO3↓+H2O+CO32﹣,故C错误;
D.向苯酚钠溶液中通入少量的CO2,反应生成苯酚和碳酸氢钠,该反应的离子方程式为:C6H5O﹣+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3﹣,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了离子方程式的书写判断,为高考的高频题,题目难度不大,注意掌握离子方程式的书写原则,明确离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合守恒关系(如:质量守恒和电荷守恒等)等。
6.(3分)下列反应不属于取代反应的是( )
A.CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
B.+Br2+HBr
C.2CH3CH2OHC2H5﹣O﹣C2H5+H2O
D.+HNO3+H2O
6.A【分析】A.碳碳双键转化为单键;
B.苯环上H被溴取代;
C.﹣OH上H被取代;
D.苯环上H被硝基取代。
【解答】解:A.反应中碳碳双键转化为碳碳单键,属于加成反应,故A选;
B.苯环上H原子被Br原子取代,属于取代反应,故B不选;
C.1分子乙醇中﹣OH上H氢原子被另1分子乙醇中的乙基取代,属于取代反应,故C不选;
D.苯环上H原子被硝基取代,属于取代反应,故D不选;
故选:A。
【点评】本题考查有机反应类型,为高频考点,把握官能团与性质、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意官能团及结构的变化,题目难度不大。
7.(3分)用下列实验装置(部分夹持装置略去)进行相应的实验,能达到实验目的是( )
A.加热装置中的烧杯分离I2和高锰酸钾固体
B.用装置验证二氧化硫的漂白性
C.用装置制备氢氧化亚铁沉淀
D.用装置检验氯化铵受热分解生成的两种气体
7.D【分析】A.加热碘升华,高锰酸钾分解;
B.二氧化硫与溴水发生氧化还原反应;
C.关闭止水夹,NaOH难与硫酸亚铁接触;
D.氯化铵分解生成氨气、HCl,氨气可使湿润的酚酞试纸变红,HCl可使蓝色石蕊试纸变红。
【解答】解:A.加热碘升华,高锰酸钾分解,加热法不能分离,故A错误;
B.二氧化硫与溴水发生氧化还原反应,与二氧化硫的还原性有关,故B错误;
C.关闭止水夹,NaOH难与硫酸亚铁接触,不能制备氢氧化亚铁,故C错误;
D.氯化铵分解生成氨气、HCl,氨气可使湿润的酚酞试纸变红,HCl可使蓝色石蕊试纸变红,可检验氯化铵受热分解生成的两种气体,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、物质的制备及检验、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
8.(3分)现有部分元素的原子结构特点如表,下列叙述中正确的是( )
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
共用三对电子形成双原子分子,常温下为气体单质
A.W原子结构示意图为
B.元素X和Y只能形成原子个数比为1:2的化合物
C.元素X比元素Z的非金属性强
D.X、Y、Z、W四种元素不能形成离子化合物
8.C【分析】X的L层电子数是K层电子数的3倍,L层电子数为6,X为O;Y的核外电子层数等于原子序数,Y为H;Z的L层电子数是K层和M层电子数之和,M层电子数为6,Z为S;W为共用三对电子形成双原子分子,常温下为气体单质,W为N,以此来解答。
【解答】解:由上述分析可知,X为O、Y为H、Z为S、W为N,
A.氮原子质子数为7,核外有2个电子层,最外层有5个电子,原子结构示意图为,故A错误;
B.元素X和Y能形成原子个数比为1:1或1:2的化合物,如过氧化氢、水,故B错误;
C.同主族从上到下非金属性减弱,则元素X比元素Z的非金属性强,故C正确;
D.X、Y、Z、W四种元素能形成离子化合物,如硫酸铵,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查位置、结构与性质,为高频考点,把握原子结构、分子结构来推断元素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用,题目难度不大。
9.(3分)下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
A.NH3NO2HNO3
B.AlNaAlO2(aq)NaAlO2(s)
C.FeFe2O3Fe
D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2OH(aq)]Ag
9.B【分析】A.氨气催化氧化为一氧化氮,一氧化氮氧化为二氧化氮,溶于水生成硝酸;
B.Al与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,AlO2﹣水解生成氢氧化铝和氢氧化钠,再加热,两者又反应生成变偏铝酸钠和水;
C.铁和水蒸气反应生成四氧化三铁;
D.蔗糖为非还原性糖,与银氨溶液不反应。
【解答】解:A.氨气催化氧化为一氧化氮,一氧化氮氧化为二氧化氮,溶于水生成硝酸,不能实现氨气催化氧化为二氧化氮的转化关系,故A错误;
B.Al与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,AlO2﹣水解生成氢氧化铝和氢氧化钠,再加热,两者又反应生成变偏铝酸钠和水,最终得到偏铝酸钠固体,故B正确;
C.红热的铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,故C错误;
D.蔗糖为非还原性糖,与银氨溶液不反应,故D错误;
故选:B。
【点评】本题综合考查元素化合物知识,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握物质的性质以及转化的特点、反应条件,难度不大,注意相关基础知识的积累。
10.(3分)海水中含有大量Na+、C1﹣及少量Ca2+、Mg2+、SO42﹣,用电渗析法对该海水样品进行淡化处理,如图所示.下列说法正确的是( )
A.b膜是阳离子交换膜
B.A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成
C.淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA<pHB<pHC
D.B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
10.A【分析】A.电解时,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动;
B.A极为阳极,发生氧化反应生成氯气;
C.B极生成氢气和氢氧根离子,pH最大;
D.B极为阴极,生成氢气.
【解答】解:A.电解时,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,B为阴极,则b为阳离子交换膜,故A正确;
B.A极为阳极,发生氧化反应生成氯气,但没有沉淀生成,故B错误;
C.B极生成氢气和氢氧根离子,pH最大,应为pHA<pHC<pHB,故C错误;
D.B极为阴极,生成氢气,不能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,故D错误。
故选:A。
【点评】本题综合考查水的净化、电解原理,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,明确电解原理、物质的性质及发生的化学反应、化学用语的应用即可解答,题目难度不大.
11.(3分)下列图示与对应的叙述符合的是( )
A.图甲实线、虚线分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化
B.图乙表示反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K与温度和压强的关系
C.据图丙,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可向溶液中加入适量CuO至pH=4左右
D.图丁表示常温下向20mL0.001mol/L的醋酸溶液中滴加0.001mol/L的NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化关系
11.C【分析】A.使用催化剂,加快反应速率;
B.平衡常数是温度的函数,改变压强,平衡常数不变;
C.由图可知pH=4左右Fe3+完全沉淀;
D.0.001mol/L的醋酸溶液pH>3。
【解答】解:A.使用催化剂化学反应速率加快,所以正反应速率的虚线在实线的上方,故A错误;
B.平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,所以温度相同而压强不同时,两者的平衡常数相同,故B错误;
C.由图可知pH=4左右Fe3+完全沉淀,Cu2+还未开始沉淀,由于CuO+2H+=Cu2++H2O反应发生,所以加入CuO可以调节PH=4左右,此时Fe3+完全沉淀,过滤即可,故C正确;
D.0.001mol/L的醋酸溶液pH>3,图中起点pH=3,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查平衡移动的图象综合,为高频考点,把握滴定时pH的变化、平衡移动、催化剂对反应速率的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象的分析与平衡移动原理的应用,题目难度不大。
12.(3分)对可逆反应2A(s)+3B(g)⇌C(g)+2D(g)△H<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小
③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度,v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂,B的转化率提高.
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
12.B【分析】①A是固体,其量的变化对平衡无影响;
②升高温度,正、逆反应速率都增大;
③压强增大平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大;
④增大B的浓度,平衡向正反应移动;
⑤催化剂不能使化学平衡发生移动.
【解答】解:①A是固体,增大A的量对平衡无影响,故①错误;
②升高温度,v(正)、v(逆)均应增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动,故②错误;
③压强增大平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大,故③错误;
④增大B的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆),故④正确;
⑤使用催化剂同等程度增大正、逆反应速率,化学平衡不发生移动,B的转化率不变,故⑤错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素,比较基础,注意化学平衡发生移动的本质是改变条件引起正、逆速率不相等.
13.(3分)用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
选项
①中物质
②中物质
预测中的现象
A
稀盐酸
碳酸钠、氢氧化钠混合溶液
立即产生气泡
B
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
C
氯化铝溶液
浓氢氧化钠溶液
产生大量白色沉淀
D
草酸溶液
高锰酸钾酸性溶液
溶液逐渐褪色
A.A B.B C.C D.D
13.D【分析】A.稀盐酸先和NaOH反应生成氯化钠和水,然后再和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,最后碳酸氢钠和稀盐酸反应生成二氧化碳;
B.常温下,浓硝酸和铝发生钝化现象;
C.NaOH过量,开始不生成沉淀;
D.发生氧化还原反应.
【解答】解:A.先发生盐酸与NaOH的反应,然后盐酸与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,最后盐酸与碳酸氢钠反应生成气体,则现象不合理,故A错误;
B.常温下,Al遇浓硝酸发生钝化,则不能观察到红棕色气体,现象不合理,故B错误;
C.NaOH过量,开始不生成沉淀,反应生成偏铝酸钠和氯化钠,开始无现象,故C错误;
D.草酸与高锰酸钾发生氧化还原反应,溶液褪色,现象合理,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查物质的性质及实验装置的综合应用,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、反应与现象的关系为解答的关键,侧重分析与实验能力的综合考查,题目难度不大.
14.(3分)MnSO4•H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶体,某同学设计下列装置制备硫酸锰:下列说法错误的是( )
A.装置Ⅰ烧瓶中放入的药品X为铜屑
B.装置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率
C.装置Ⅲ用于吸收未反应的SO2
D.用装置Ⅱ反应后的溶液制备MnSO4•H2O需经历蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥的过程
14.A【分析】由实验装置可知,X为亚硫酸钠,与浓硫酸反应生成二氧化硫,而Cu与浓硫酸常温下不反应,II中“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率,二氧化硫与二氧化锰反应生成MnSO4,蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体,Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾气,以此来解答。
【解答】解:A.X不可能为Cu,故A错误;
B.装置Ⅱ中用“多孔球泡”,增大接触面积,可增大SO2的吸收速率,故B正确;
C.Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾气,故C正确;
D.用装置Ⅱ反应后的溶液制备MnSO4•H2O,蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥可得到,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、实验装置的作用、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大。
15.(3分)在一定温度下,将气体 X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)△H<0.一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是( )
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A.反应前2min的平均速率v(Z)<2.0×10﹣3mol•L﹣1•min﹣1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:v(逆)>v(正)
C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y,到达平衡时,c(Z)>0.24mol•L﹣1
D.该温度下此反应的平衡常数:K=1.44
【分析】A、结合v=及速率之比等于化学计量数之比计算;
B、△H<0,为放热反应,降低温度,平衡正向移动;
C、温度、体积不变,起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y,到达平衡时,物质的量与浓度成正比;
D、X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
开始 0.016 0.016 0
转化 0.006 0.006 0.012
平衡 0.01 0.01 0.012
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,以此来解答。
15.D【解答】解:A、反应前2 min的平均速率v(Z)=×2=4.0×10﹣3 mol•L﹣1•min﹣1,故A错误;
B、△H<0,为放热反应,降低温度,平衡正向移动,则v(逆)<v(正),故B错误;
C、温度、体积不变,起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y,用建模思想,相当于两个容器,缩小体积加压,平衡不移动,所以与原平衡等效,物质的量和浓度均与原平衡成正比,原平衡Z的浓度为0.012mol/L,新平衡后c(Z)=0.024 mol•L﹣1,故C错误;
D、X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
开始 0.016 0.016 0
转化 0.006 0.006 0.012
平衡 0.01 0.01 0.012
K==1.44,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握表格中数据,K及速率的计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意选项C中平衡不移动、浓度为2倍关系,题目难度不大。
16.(3分)常温下,在10mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/LHCl溶液,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.溶液的pH为7时,溶液的总体积大于20mL
B.在B点所示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=2(CO32﹣)+(HCO3﹣)+(OH﹣)+c(Cl﹣)
C.在A点所示的溶液中:c(Na+)=(CO32﹣)=(HCO3﹣)>(OH﹣)>c(H+)
D.已知CO32﹣水解常数为2×10﹣4,当溶液中c(HCO3﹣)=2c(CO32﹣)时,溶液的pH=10
【分析】常温下在10mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液,先反应生成NaHCO3,再与HCl反应生成二氧化碳、水,
A.当混合溶液体积为20mL时,二者恰好反应生成NaHCO3,HCO3﹣的电离程度小于其水解程度,所以其溶液呈碱性;
B.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,阴阳离子所带电荷总数相同;
C.由图可知,A点(CO32﹣)=(HCO3﹣),溶液显碱性;
D.水解常数Kh==2×10﹣4,溶液中c(HCO3﹣)=2c(CO32﹣)时,c(OH﹣)=1×10﹣4mol/L.
16.C【解答】解:A.当混合溶液体积为20mL时,二者恰好反应生成NaHCO3,HCO3﹣的电离程度小于其水解程度,所以其溶液呈碱性,则溶液的pH为7时,盐酸体积大于10mL,溶液的总体积大于20mL,故A正确;
B.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,阴阳离子所带电荷总数相同,B点所示的溶液c(Na+)+c(H+)=2(CO32﹣)+(HCO3﹣)+(OH﹣)+c(Cl﹣),故B正确;
C.由图可知,A点(CO32﹣)=(HCO3﹣),溶液显碱性,则(CO32﹣)=(HCO3﹣)>(OH﹣)>c(H+),溶质为等量的NaHCO3、Na2CO3,即钠离子浓度最大,c(Na+)>c(CO32﹣)=c(HCO3﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故C错误;
D.水解常数Kh==2×10﹣4,溶液中c(HCO3﹣)=2c(CO32﹣)时,c(OH﹣)=1×10﹣4mol/L,c(H+)=10﹣10mol/L,溶液的pH=10,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查混合溶液离子浓度的关系,为高频考点,把握混合溶液中溶质、盐类水解、水解平衡常数的计算为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图象及电荷守恒的应用,题目难度不大.
二、非选择题(共52分)
17.(8分)高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如图:
(1)实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器 D 。
a.普通玻璃坩埚 b.石英坩埚 c.陶瓷坩埚 d.铁坩埚
(2)第一步熔融时生成K2MnO4的化学方程式: 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 。
(3)操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在 溶解性 (填性质)上的差异,采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4.趁热过滤的原因是 避免温度下降,造成主产品纯度降低 。
(4)反应b是电解法制备KMnO4,其装置如图所示,a作 阳 极(填“阳”或“阴”),中间的离子交换膜是 阳 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。阳极的电极反应式为 MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣ 。
(5)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的 ab (填标号)。
a.双氧水 b.84消液(NaClO溶液) c.75%酒精
【分析】根据流程:二氧化锰与氢氧化钾粉碎在空气中熔融:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,加水溶解除去KCl得到K2MnO4溶液,
途径1:向K2MnO4溶液通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3:3K2MnO4+2 CO2=2 KMnO4+2K2CO3+MnO2↓,过滤除去滤渣(MnO2),滤液为KMnO4、K2CO3溶液,浓缩结晶,趁热过滤得到KMnO4晶体,滤液中含有K2CO3,
途径2:电解K2MnO4溶液,2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑,a为阳极,电极反应为:MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣,据此分析作答。
17【解答】解:(1)实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择铁坩埚,因为普通玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚与KOH反应,
故答案为:D;
(2)第一步熔融时二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾生成K2MnO4的化学方程式为:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,
故答案为:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;
(3)采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4,说明高锰酸钾的溶解性随温度影响较大,操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异,采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4,趁热过滤的原因是避免温度下降,造成主产品纯度降低,
故答案为:溶解性;避免温度下降,造成主产品纯度降低;
(4)反应b是电解法制备KMnO4,其装置如下图所示,a为K2MnO4生成KMnO4,发生反应:MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣,为阳极,阴极为b,由氢离子放电,得到KOH,故离子交换膜为阳离子交换膜,交换钾离子,
故答案为:阳;阳;MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣;
(5)KMnO4稀溶液因为其强氧化性是一种常用的消毒剂,双氧水、84消液(NaClO溶液)具有氧化性能消毒,
故答案为:ab。
【点评】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断,物质性质的应用,对流程的分析是本题的解题关键,需要学生有扎实的基础知识,题目难度中等。
18.(14分)汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)已知 4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=﹣1200 kJ•mol﹣1
①该反应在 低温 (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
②对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图象正确的是 CD (填序号)。
③某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在 2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 10 ;两种方式达平衡时,N2的体积分数:甲 > 乙( 填“>、=、<或不确定”,下同),NO2的浓度:甲 > 乙。
甲
乙
0.2 mol NO2
0.1mol NO2
0.4 mol CO
0.2 mol CO
(2)柴油汽车尾气中的碳烟(C)和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下,将模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图所示。
模拟尾气
气体(10mol)
碳烟
NO
O2
He
物质的量(mol)
0.025
0.5
9.475
a
①375℃时,测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2,则Y的化学式为 N2O 。
②实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是 NO较稳定,NO2气体中有N2O4,不便进行定量测定 。
【分析】(1)①△G=△H﹣T△S<0时反应自发进行,该反应△H<0,气体分子数减少,则△S<0;
②A.温度T1>T2,降低温度,正逆反应速率均降低;
B.T1温度高,反应速率较快,先达到化学平衡状态;
C.该反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,同时该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动;
D.化学平衡常数是温度的函数。
③根据按照甲方式进行投料,甲中CO的转化率为50%,列化学平衡三段式,计算出各组分物质的量浓度,再根据平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,计算出化学平衡常数;
甲的投入量为乙的两倍,甲的平衡相对乙加压,增大压强平衡向正反应方向移动。
(2)①模拟气体,NO物质的量为0.025mol,根据图分析,计算出参与反应生成X和Y的NO的物质的量,
模拟尾气O2的物质的量为0.5mol,排出的气体含0.45molO2 ,说明参与反应的O2的物质的量为0.05mol,同时排出气体含有0.0525molCO2,根据氧原子守恒,计算出可知N2O的物质的量,再根据氮原子守恒计算出氮气的物质的量;
②NO2易叠合成N2O4。
18【解答】解:(1)①该反应△H<0,气体分子数减少,则△S<0,△G=△H﹣T△S<0时反应自发进行,故低温时反应能自发进行,
故答案为:低温;
②温度T1>T2,
A.降低温度,正逆反应速率均降低,故A错误;
B.T1温度高,反应速率较快,先达到化学平衡状态,即先达到“拐点”,故B错误;
C.该反应是放热反应,也是气体体积减小的反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的体积分数减小,相同压强下,T1的二氧化碳体积分数小于T2,增大压强,平衡向正反应方向移动,二氧化碳体积分数增大,故C正确;
D.化学平衡常数是温度的函数,温度不变,K值不变,故D正确,
故答案为:CD;
③甲容器中,CO的转化率为50%,列三段式:
4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)
起始物质的量浓度(mol•L﹣1) 0.2 0.1 0 0
转化物质的量浓度(mol•L﹣1) 0.1 0.05 0.1 0.025
平衡物质的量浓度(mol•L﹣1) 0.1 0.05 0.1 0.025
该反应的平衡常数K==10,
甲的投入量为乙的两倍,甲的平衡相对乙加压,增大压强平衡向正反应方向移动,所以甲N2的体积分数大于乙N2的体积分数;
由三段式可知甲的NO2转化为50%,因甲的平衡相对乙加压,增大压强平衡向正反应方向移动,则乙的NO2转化为小于50%,则NO2的浓度:甲>乙,
故答案为:10;>;>;
(2)①模拟气体,NO物质的量为0.025mol,根据图分析参与反应生成X和Y的NO的物质的量为0.025mol×(8%+16%)=0.006mol,
模拟尾气O2的物质的量为0.5mol,排出的气体含0.45molO2 ,说明参与反应的O2的物质的量为0.05mol,同时排出气体含有0.0525molCO2,
根据氧原子守恒,可知N2O的物质的量为0.05mol×2+0.006mol﹣0.0525mol×2=0.001mol,
根据氮原子守恒可知氮气的物质的量为=0.002mol,所以X是N2,Y是N2O,
故答案为:N2O;
②NO2易叠合成N2O4,即说明NO2气体中有N2O4,而NO较稳定,
故答案为:NO较稳定,NO2气体中有N2O4,不便进行定量测定。
【点评】本题涉及化学平衡的计算、化学平衡的移动、氮氧化物的性质以及其对环境的影响,侧重考查学生分析能力和计算能力,解题的关键是能根据题目给出的信息,分析得出正确的结论并利用化学知识解决问题。此题难度大。
19.(10分)化学土肥外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液,现有25℃时,浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,回答下列问题:
[Ka(CH3COOH)=1.75×10﹣5,Kb为盐的水解常数]
(1)CH3COOH的电离方程式为 CH3COOH⇌H++CH3COO﹣ 。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是 c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣) 。
(3)25℃时,Ka(CH3COOH) > Kb(CH3COO﹣)(填“>”“<”或“=”)。
(4)用1.0L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+) 10﹣4.76 mol/L。
(5)人体血液存在H2CO3(CO2)与NaHCO3的缓冲体系,能有效除掉人体正常代谢产生的酸、碱,保持pH的稳定,有关机理说法正确的是 ac (填写选项字母)。
a.代谢产生的H+被HCO3﹣结合形成H2CO3
b.血液中的缓冲体系可抵抗大量酸、碱的影响
c.代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离补充
【分析】(1)Ka(CH3COOH)=1.75×10﹣5,所以CH3COOH是弱酸,部分电离,用“⇌”连接分子和阴阳离子;
(2)CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,呈酸性,结合电荷关系分析解答;
(3)浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度;
(4)缓冲溶液中加少量酸、碱,而pH基本不变,即c(H+)不变;
(5)H2CO3(CO2)与NaHCO3的缓冲体系中H2CO3(CO2)能中和人体代谢产生的少量碱,同时NaHCO3又可吸收人体代谢产生的少量H+,有效除掉人体正常代谢产生的酸或碱,保持pH的稳定,据此分析解答。
19【解答】解:(1)由于CH3COOH的Ka(CH3COOH)=1.75×10﹣5小,所以CH3COOH是弱酸,水溶液中部分电离,电离方程式为CH3COOH⇌H++CH3COO﹣,
故答案为:CH3COOH⇌H++CH3COO﹣;
(2)该缓冲溶液的pH=4.76、呈酸性,即c(H+)>c(OH﹣),电荷关系为c(H+)+c(Na+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣),所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣),
故答案为:c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣);
(3)浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,即Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO﹣),
故答案为:>;
(4)缓冲溶液中加少量酸或碱,pH基本不变,即c(H+)不变,所以1.0L缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液pH=4.76,溶液中c(H+)=10﹣pH=10﹣4.76mol/L,
故答案为:10﹣4.76;
(5)a.缓冲溶液中存在H2CO3⇌H++HCO3﹣平衡,人体代谢产生的H+与HCO3﹣结合形成H2CO3,随血液带到肺部分解生成二氧化碳和水,故a正确;
b.血液中的缓冲体系可抵抗少量酸或碱的影响,不能抵抗大量酸或碱的影响,否则缓冲溶液失去作用、出现酸或碱中毒,故b错误;
c.代谢产生的碱性物质进入血液时,立即被H2CO3中和成HCO3﹣,经过肾脏调节排除体外,同时H+又可由H2CO3电离补充,维持血液pH的稳定,故c正确;
故答案为:ac。
【点评】本题考查了弱电解质的电离平衡及其应用、离子浓度大小比较等知识,掌握弱电解质的电离平衡特征、明确弱电离平衡的影响因素是解题关键,注意电荷守恒的应用,题目难度中等。
20.(10分)氯氧化铜[xCuO•yCuCl2•zH2O]在农业上用作杀菌剂。工业上用铜矿粉(主要含Cu2(OH)2CO3、Fe3O4等)为原料制取氯氧化铜的流程如图:
(1)“调节pH”并生成Fe(OH)3时反应的离子方程式为 4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6Cu2++3CO2↑ 。
(2)调节pH,要使常温溶液中c(Cu2+)≥0.022mol•L﹣1,而c(Fe3+)≤1×10﹣6mol•L﹣1,则应调节pH的范围为 [4,5] 。{已知Ksp[Cu(OH)2=2.2×10﹣20],Ksp[Fe(OH)3=1×10﹣36]}
(3)为测定氯氧化铜的组成,现进行如下实验:
步骤Ⅰ:称取0.4470g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量30%的硝酸使固体完全溶解。滴加K2CrO4溶液作指示剂,用0.1000mol•L﹣1AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl﹣,滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL;
步骤Ⅱ:称取0.4470g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量硫酸使固体完全溶解。向溶液中加入过量的KI固体,充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液,用0.2000mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。
已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下:
2Cu2++4I﹣═2CuI↓+I2 2Na2S2O3+I2═2NaI+Na2S4O6
①已知Ag2CrO4为砖红色沉淀,步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是 当加入最后一滴AgNO3溶液时,出现砖红色沉淀 。
②通过计算确定氯氧化铜的化学式 3CuO•CuCl2•4H2O (写出计算过程)。
【分析】铜矿粉(主要含Cu2(OH)2CO3、Fe3O4等),加入盐酸酸溶,加入过氧化氢,氧化亚铁离子生成铁离子,加入Cu2(OH)2CO3调节溶液pH,可生成氢氧化铁沉淀,过滤除去,在滤液中加入石灰乳,可生成氯氧化铜,以此解答该题。
20【解答】解:(1)Fe3+水解平衡:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,Cu2(OH)2CO3消耗H+,H+浓度减小使平衡正向移动,Fe3+转化成氢氧化铁沉淀而除去,Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O,将俩方程式加和就得到了:4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6Cu2++3CO2↑,
故答案为:4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6Cu2++3CO2↑;
(2)使溶液中的Fe3+完全变成沉淀时的pH计算:Ksp[Fe(OH)3]=1×10﹣36=c(Fe3+)×c3(OH﹣),c(Fe3+)=1×10﹣6mol•L﹣1,解得c(OH﹣)=1×10﹣10mol•L﹣1,pH=4;使常温溶液中c(Cu2+)≥0.022mol•L﹣1,pH计算:Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10﹣20=c(Cu2+)×c2(OH﹣),c(Cu2+)=0.022mol•L﹣1,解得c(OH﹣)=1×10﹣9mol•L﹣1,pH=5;故pH范围:[4,5],
故答案为:[4,5];
(3)①当氯离子已沉淀完全,多加入一滴AgNO3溶液时,CrO42﹣开始沉淀出现砖红色,
故答案为:当加入最后一滴AgNO3溶液时,出现砖红色沉淀;
②n(Cl﹣)=n(AgNO3)=0.1000mol•L﹣1×0.02L=0.002mol,由方程式知:Cu2+~Na2S2O3,n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=0.2000 mol•L﹣1×0.02L=0.004mol,结合氯氧化铜化学式[xCuO•yCuCl2•zH2O]得:n(CuO)=0.003mol,n(CuCl2)=0.001mol,n(H2O)==0.004mol,n(CuO):n(CuCl2):n(H2O)=x:y:z=3:1:4,故氯氧化铜化学式为3CuO•CuCl2•4H2O,
故答案为:3CuO•CuCl2•4H2O。
【点评】本题考查物质制备流程和方案的分析判断,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生的分析能力和能力,注意把握物质性质的应用,准确对题干信息的分析理解,操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键,对学生综合能力的考查要求较高,题目难度中等。
21.(10分)麻黄素M是拟交感神经药.它的一种合成路线如图所示.
已知:I.芳香烃A 的相对分子质量为92;
Ⅱ.R﹣CH2OHRCHO;
Ⅲ.R1﹣CHO+R﹣C≡CNa;
Ⅳ.;
Ⅴ..
请回答下列问题:
(1)D的名称是 苯甲醛 ;G中含氧官能团的名称是 羟基 .
(2)反应②的反应类型为 取代反应(或水解反应) ;A的结构简式为 .
(3)写出反应⑦的化学方程式: .
(4)X分子中最多有 4 个原子在同一直线上.
(5)在H的同分异构体中,既能发生水解反应又能发生银镜反应的芳香族化合物有 14 种.其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为l:l:2:6的结构简式为 和 .
(6)已知:. 仿照上述流程,设计以苯、乙醛为有机原料(无机试剂任选)制备某药物中间体的合成路线: .
【分析】芳香烃A的相对分子质量为92,则=7…8,故A的分子式为C7H8,则A的结构简式为,A与氯气发生一元取代生成B,B发生水解反应生成C,C发生氧化反应生成D,可推知B为,C为,D为.结合信息可知,G为,H为,X为,以此解答该题.
【解答】解:(1)由以上分析可知D为苯甲醛,G为,含氧官能团为羟基,故答案为:苯甲醛;羟基;
(2)反应②为氯代烃的水解反应,也为取代反应,A的结构简式为,
故答案为:取代反应(或水解反应);;
(3)反应⑦的化学方程式为:,
故答案为:;
(4)X为,含有苯环,且苯环为平面形结构,处于对角线的原子可共直线,最多有4个,故答案为:4;
(5)在H的同分异构体中,既能发生水解反应又能发生银镜反应,应为甲酸酯类物质,
含有1个取代基为CH2CH2OOCH,或者﹣CH(CH3)OOCH,
有2个取代基,为﹣CH2CH3、﹣OOCH,或为﹣CH3、﹣CH2OOCH,各有邻、间、对3种,
有3个取代基,为2个﹣CH3、1个﹣OOCH,2个﹣CH3有邻、间、对3种,对应的﹣OOCH位置分别有2种、3种、1种,
符合条件的同分异构体共有14种,核磁共振氢谱上有4个峰,峰面积之比为1:1:2:6的结构简式为:,
故答案为:14;;;
(6)苯发生硝化反应生成硝基苯,再还原生成苯胺,苯胺与乙醛反应生成,合成路线流程图为:,
故答案为:.
【点评】本题考查了有机物推断与合成,为高频考点,确定A的结构简式,结合反应条件与给予反应信息进行推断,熟练有机物官能团及其性质,难点是同分异构体种类的判断,题目难度中等.
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日期:2020/2/16 13:48:14;用户:15110395933;邮箱:15110395933;学号:27368657
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